[發(fā)明專利]核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體的在線測量裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112331372B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭潤春;魏學(xué)虎;陳小強(qiáng);熊軍;尹淑華
• 申請（專利權(quán)）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團(tuán)有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C17/07
• 分類號: G21C17/07;G21C17/14;G21D1/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發(fā)明公開了一種核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體的在線測量裝置及方法，裝置包括：屏蔽裝置、取樣系統(tǒng)、取樣容器以及就地伽馬譜儀系統(tǒng)；所述取樣容器包括樣品進(jìn)氣口以及取樣口；所述就地伽馬譜儀系統(tǒng)包括探測器以及數(shù)字化譜儀；所述屏蔽裝置罩設(shè)于所述取樣容器外側(cè)；所述取樣系統(tǒng)與所述樣品進(jìn)氣口連通以輸送待檢測的氣態(tài)流出物至所述取樣容器，所述探測器設(shè)置于靠近所述取樣口處以對所述取樣容器內(nèi)的氣態(tài)流出物進(jìn)行檢測，并將檢測得到的檢測信號發(fā)送至所述數(shù)字化譜儀。本發(fā)明可直接測量獲得氣態(tài)流出物樣品中放射性核素的種類及其活度濃度，進(jìn)而可計算出流出物中放射性惰性氣體的活度濃度，以滿足氣態(tài)放射性流出物監(jiān)測相關(guān)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，尤其涉及一種核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體的在線測量裝置及方法。

背景技術(shù)

核電作為一種安全可靠、清潔的能源，已成為電力工業(yè)的重要組成部分。目前國內(nèi)核能事業(yè)迅速發(fā)展，中國在建核電機(jī)組數(shù)量位居世界第一，按照目前趨勢，在未來中國新投入運行的核電機(jī)組的數(shù)量將會繼續(xù)上升。

隨著國內(nèi)核電的大力發(fā)展以及2011年日本福島核事故給世人敲響的警鐘，氣態(tài)放射性流出物對環(huán)境和公眾造成的劑量影響也越來越受到國家的重視和電廠附近居民的關(guān)心。

目前，對氣態(tài)流出物的監(jiān)測手段主要分為在線測量和實驗室取樣測量兩種方法。在線監(jiān)測主要用于實時監(jiān)測，主要通過β射線測量得到流出物中總放射性活度，并給出一個等效¹³³Xe排放量。實驗室取樣為離線測量模式，核設(shè)施實驗室會對流出物進(jìn)行周期取樣和伽馬能譜測量，測量結(jié)果認(rèn)為是這個周期的排放平均值。

對于在線測量，現(xiàn)有技術(shù)的主要問題在于在線β射線測量無法分辨核素種類，只能獲得一個總排放活度，無法滿足國際上相關(guān)導(dǎo)則及規(guī)定的要求。隨著近幾十年來大氣中⁸⁵Kr濃度的上升，核設(shè)施流出物中⁸⁵Kr的排放量也越來越受到政府和相關(guān)部門的重視，故核素分辨成為了核設(shè)施氣態(tài)流出物監(jiān)測的一個重要改進(jìn)項。

實驗室取樣測量的測量方法則有取樣頻率較低，無法實時評估核設(shè)施的氣態(tài)放射性流出物活度且無法反應(yīng)一些意外性排放的問題。根據(jù)國標(biāo)GB6249-2011《核動力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》中相關(guān)規(guī)定，對于低于探測限的放射性核素，取探測限的1/2作為該核素的濃度。一些核電站的惰性氣體的探測下限遠(yuǎn)大于實際放射性惰性氣體活度(特別是針對⁸⁵Kr的測量)，如果按照上述國標(biāo)要求，相同堆型的機(jī)組排放量差值將會很大，造成環(huán)境和居民劑量評估的差異很大，而且也不符合國際上推薦的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述存在問題和不足，提供一種核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體的在線測量裝置及方法，能夠在線測量核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體放射性核素的種類及活度濃度。

本發(fā)明實施例提供了一種核設(shè)施氣態(tài)流出物中惰性氣體的在線測量裝置，包括：

屏蔽裝置、取樣系統(tǒng)、取樣容器以及就地伽馬譜儀系統(tǒng)；所述取樣容器包括樣品進(jìn)氣口以及取樣口；所述就地伽馬譜儀系統(tǒng)包括探測器以及數(shù)字化譜儀；所述屏蔽裝置罩設(shè)于所述取樣容器外側(cè)；所述取樣系統(tǒng)與所述樣品進(jìn)氣口連通以輸送待檢測的氣態(tài)流出物至所述取樣容器，所述探測器設(shè)置于靠近所述取樣口處以對所述取樣容器內(nèi)的氣態(tài)流出物進(jìn)行檢測，并將檢測得到的檢測信號發(fā)送至所述數(shù)字化譜儀。

優(yōu)選地，所述取樣系統(tǒng)包括適于連接至煙囪的取樣管嘴、取樣管線以及第一抽氣裝置；所述取樣管線的一端連接所述取樣管嘴，另一端連接所述樣品進(jìn)氣口，所述第一抽氣裝置設(shè)置于所述取樣管線上。

優(yōu)選地，所述屏蔽裝置呈圓柱形，其外殼包括第一金屬層、第二金屬層及第三金屬層；所述第一金屬層為厚度2mm的鋼層，所述第二金屬層為厚度100mm的鉛層；所述第三金屬層為厚度2mm的銅層。

優(yōu)選地，所述取樣容器為馬林杯取樣容器。